SU314094A1 - DEVICE FOR MEASUREMENT AND REGISTRATION OF SPEED OF SHOCK WAVE IN THE AERODINAL / ICT INSTALLATIONS - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области измерений на аэродинамических установках ударного Действи  и предназначено Дл  измерени  скорости ударной волны.The invention relates to the field of measurements in aerodynamic installations of shock action and is intended to measure the velocity of the shock wave.

В известном устройстве измерение скорости ударной волны осуществлено путем измерений напр жений, пропорциональных изменени м частоты отраженного от ударной волны СВЧ-сигнала, обусловленных эффектом Допплера . Эти изменени  частоты в свою очередь Пропорциональны значени м скорости ударной волны.In the known device, the velocity of the shock wave is measured by measuring voltages proportional to changes in the frequency of the microwave signal reflected from the shock wave, caused by the Doppler effect. These changes in frequency are in turn proportional to the values of the velocity of the shock wave.

Скорость как функци  времени регистрируетс  путем фотографировани  с экрана одноГо осциллографа, а с помощью другого осциллографа снимаетс  зависимость пройденного фронтом ударной волны рассто ни  от времени .The speed as a function of time is recorded by photographing a single oscilloscope from the screen, and with the help of another oscilloscope, the dependence of the distance traveled by the front of the shock wave is removed from time.

Однако такое устройство позвол ет непосредственно получить зависимость скорости от пройденного рассто ни , имеет значительную погрешность, определенную погрешностью двух осциллографов и нелинейностью дискриминатора и требует много времени на обработку и расшифровку результатов измерени .However, such a device makes it possible to directly obtain the dependence of speed on the distance traveled, has a significant error, a certain error of two oscilloscopes and a non-linearity of the discriminator, and requires a lot of time to process and interpret the measurement results.

Предлагаемое устройство отличаетс  тем, что в него введены цифровой регистратор, приемник ЧМ с инерционной автоподстройкой частоты гетеродина, посто нна  времени которой превышает врем  регистрации и подачиThe proposed device is characterized in that a digital recorder, an FM receiver with inertial self-tuning of the local oscillator frequency, whose time constant exceeds the registration and feed time, is entered into it.

на осциллограф импульсов геометрической прив зки отсчетных точек величины скорости ударной волны.on the oscilloscope pulses of the geometric reference of the reference points of the magnitude of the velocity of the shock wave.

На чертеже представлено предлагаемое устроГство .The drawing shows the proposed arrangement.

Оно содержит генератор СВЧ 1, запитывающий через СВЧ-ввод 2, ударную трубу 3, на которой за диафрагмой 4 установлен запускающий датчик 5, соединенный с ключом 6.It contains a microwave generator 1, feeding through the microwave input 2, shock tube 3, on which behind the diaphragm 4 is installed triggering sensor 5 connected to key 6.

Генератор СВЧ св зан при помоши направленного ответвител  7 с гетеродинным ЧМприемником 8, имеющим инерционную автоподстройку частоты гетеродина, а выход ЧМприемника соединен с преобразователем напр жени -код 9. Кроме того, в устройство вход т регулируемый зонд 10 с детектором 11, формирователь 12 импульсов, делитель 13 частоты, запоминающа  матрица 14, дешифратор 15, счетчик 16, аналоговый сумматорThe microwave generator is connected with the help of the directional coupler 7 to the heterodyne FM receiver 8, which has inertial auto-tuning of the local oscillator, and the output of the ChM receiver is connected to the voltage converter code 9. frequency divider 13, memory matrix 14, decoder 15, counter 16, analog adder

17, запоминающий осциллограф 18, преобразователь код-напр жение 19 и цифропечатающее устройство 20.17, a storage oscilloscope 18, a code-voltage converter 19 and a digitizer 20.

В момент разрыва диафрагмы по ударной трубе начинает распростран тьс  ударна At the time of rupture of the diaphragm through the shock tube, the shock begins to spread

волна, от которой отражаетс  электромагнитна  волна генератора СВЧ. При этом на входе ЧМ-приемника имеет место сигнал, промодулированный допплеровской частотой, пропорциональной скорости фронта ударнойthe wave from which the electromagnetic wave of the microwave generator is reflected. In this case, a signal modulated by the Doppler frequency proportional to the velocity of the shock front takes place at the input of the FM receiver.

В момент прохоледени  ударной волной сечени , где расположен датчик, последний вырабатывает электрический импульс, который открывает ключ. Отраженный от ударной волны СВЧ-сигнал измен ющейс  частоты с помощью направленного ответвител  подаетс  на вход гетеродинного приемника ЧМ-сигналов с инерционной автоподстройкой частоты гетеродина. При этом посто нна  времени депп автоматической подстройки частоты должна быть много больще времени прохождени  фронта ударной волпы. С выхода приемника напр жение, пропорциональное скорости ударной волны, поступает на преобразователь напр жение-код . Из сигнала сто чей волны, снимаемого с помощью регулируемого зонда и детектора, формирователем формируютс  импульсы в моменты времени, соответствующие одинаковым фазам сто чей волны. Это происходит каждый раз, когда ударна  волна проходит отрезки, равные половине длины СВЧflg волны -2- 1 в канале установки.At the moment when the shock wave passes through the section where the sensor is located, the latter produces an electrical impulse that opens the key. A microwave signal of varying frequency reflected from a shock wave is fed by a directional coupler to the input of a heterodyne receiver of FM signals with inertial self-tuning of the frequency of a local oscillator. At the same time, the constant depp time of the automatic frequency control should be much longer than the transit time of the shock wave front. From the output of the receiver, a voltage proportional to the velocity of the shock wave is fed to a voltage-code converter. From the signal of a standing wave, taken with the help of an adjustable probe and a detector, a shaper generates pulses at times corresponding to the same phases of a standing wave. This happens every time a shock wave travels along segments equal to half the microwave length -2-2 wave in the setup channel.

Сформированные импульсы через открытый ключ и делитель частоты подаютс  на занускающий вход преобразовател . Таким образом , измерени  провод тс  в моменты времени , соответствующие прохождению ударнойThe generated pulses through the public key and the frequency divider are fed to the transponder of the converter. Thus, measurements are carried out at times corresponding to the passage of a shock

-.где /г 1,2,3- where / g 1,2,3

волной рассто ний, равных пwave of distances equal to n

и т. д. т. е. получаемый р д значении представл ет собой зависимость скорости ударной волны от пройденного рассто ни . Значени  скорости в цифровом коде посылаютс  в запоминающую матрицу, унравл емую с помощью дещнфратора от счетчика, который отсчитывает чИСло пройденных ударной волной отрезков. При переполнении счетчика на его выходе по вл етс  импульс, воздействующий на закрывающий вход ключа и прекращающий прохождение импульсов на запускающий вход преобразовател . После измерени  полученные значени  могут быть выведены из запоминающей матрицы на цифровой индикатор или регистратор.and so on, i.e., the resulting value is the dependence of the velocity of the shock wave on the distance traveled. The speed values in the digital code are sent to a storage matrix, which is controlled by a slider from the counter, which counts the number of segments passed by the shock wave. When the counter overflows, a pulse appears at its output, affecting the closing input of the key and stopping the passage of pulses to the triggering input of the converter. After measurement, the obtained values can be output from the storage matrix to a digital indicator or recorder.

Дл  получени  качественной картины изменени  скорости напр жение с выхода приемника подаетс  через аналоговый сумматор на вход вертикального отклонени  осциллографа, на вход горизонтального отклонени  которого подаетс  напр жение с выхода преобразовател  код-нанр жение, пронорциональное пройденному ударной волной рассто нию. Совмещение результатов, получаемых с помощью преобразовател  напр жение-код и осциллографа , достигаетс  путем подачи в моменты точного измерени  скорости коротких пмпульсов с выхода делител  частоты на второй вход аналогового сумматора. По окончании эксперимента на экране запоминающего осциллографа получаетс  крива  с нанесенными на нее отметками.To obtain a qualitative picture of the change in speed, the voltage from the receiver output is fed through an analog adder to the vertical deviation input of the oscilloscope, to the horizontal deflection input of which the voltage is applied from the output of the code-voltage converter, which is normal to the distance traveled by the shock wave. The combination of the results obtained using a voltage-code converter and an oscilloscope is achieved by applying, at times of accurate measurement of the speed, short pulses from the output of the frequency divider to the second input of the analog adder. At the end of the experiment, the curve with the marks applied to it is obtained on the screen of the storage oscilloscope.

Предмет изобретени Subject invention

Claims (2)

I. Устройство дл  измерени  и регистрации скорости ударной волны в аэродинамических установках, содержащее СВЧ-приемник, направленный ответБИтель, приемный блок, запускающий датчик, осциллограф и частотноимпульсный преобразователь скорости перемещени  фронта ударной волны, состо щий из зонда, установленного перед СВЧ-вводом, детектора, формировател , .ключа и делител I. Device for measuring and recording the velocity of a shock wave in aerodynamic installations, comprising a microwave receiver, a directional response, a receiver unit, a triggering sensor, an oscilloscope, and a frequency-pulse converter of the velocity of movement of the shock wave front, installed in front of the microwave input detector shaper, key and divider частоты, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности измерени  и сокращени  времени расщифровки его результатов, оно снабжено блоком цифровой регистрации, состо щим из счетчика с дешифратором и последовательно соединенных преобразовател  напр л ение-код, запоминающей матрицы и цифрового регистратора, а приемный блок выполнен в виде ЧМ-приемника с цепью инерционной автоподстройки частоты гетеродина,frequencies, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy and reduce the deciphering time of its results, it is equipped with a digital recording unit consisting of a counter with a decoder and serially connected code-converter, a storage matrix and a digital recorder, and the receiving unit made in the form of an FM receiver with an inertial frequency control loop of the local oscillator, при этом выход ключа соединен через счетчик и дещифратор со вторыми входами запоминающей матрицы, а выход делител  частоты подключен к преобразователю напр жениекод .at the same time, the output of the key is connected via a counter and a deflator to the second inputs of the storage matrix, and the output of the frequency divider is connected to the voltage converter. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, С целью геометрической прив зки изображени  непрерывпого изменени  скорости по длине трубы, оно снабжено аналоговым сумматором , выход которого подключен ко входу2. The device according to claim 1, characterized in that, for the purpose of geometrically fitting the image of a continuous change in velocity over the length of the pipe, it is equipped with an analog adder, the output of which is connected to the input вертикальной развертки осциллографа, а входы - соответственно к приемнику ЧМ и делителю частоты, и преобразователем код-напр жение , выход которого соединен со входом горизонтальной развертки осциллографа, аthe oscilloscope vertical scan, and the inputs to the FM receiver and the frequency divider, respectively, and the code-voltage converter, the output of which is connected to the horizontal scan input of the oscilloscope, and вход--с выходом счетчика.input - with the output of the counter.